結構健康監(jiān)測作為一種對在役工程結構進行損傷識別的技術,廣泛應用于多行業(yè)、多領域。在結構健康監(jiān)測對大型化構件監(jiān)測能力、網絡化監(jiān)測模式和無線化監(jiān)測手段的迫切需求下,為了解決監(jiān)測系統(tǒng)大范圍檢測、精細化檢測以及大數據無線傳輸的難題,突破結構健康監(jiān)測技術現(xiàn)狀的局限性,本文提出了基于多通道超聲導波的監(jiān)測方案。一方面,超聲導波無損檢測技術具有檢測范圍大、檢測能力強等諸多優(yōu)點,但仍存在大型構件特征定位精度低、特殊結構能量衰減嚴重等不足,而超聲導波結合相控陣、多通道技術,能通過實時的主動聚焦技術實現(xiàn)更大檢測范圍的同時,實現(xiàn)精細化檢測,提高特征定位精度和導波信號信噪比;另一方面,大型化、網絡化、無線化的監(jiān)測背景、以及多通道的引入對監(jiān)測傳感網絡的成本、存儲傳輸、續(xù)航以及監(jiān)測系統(tǒng)的實時性帶來了巨大挑戰(zhàn),為此本文也提出了 一種基于壓縮感知的導波數據壓縮與重構方案。因此,在研發(fā)多通道超聲導波儀器系統(tǒng)的基礎上,針對具有代表性的板類構件和管類構件實現(xiàn)基于多通道超聲導波主動聚焦技術,以及導波數據壓縮重構方案,論證方案的有效性和可行性。具體研究內容包括:第一章,緒論。介紹了結構健康檢測的廣泛應用和趨勢,提出多通道超聲導波...

【文章頁數】：99 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 多通道導波在線監(jiān)測相關技術及其發(fā)展趨勢
        1.2.1 研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢
        1.2.2 存在問題和對策分析
    1.3 研究內容及章節(jié)安排
第二章 多通道超聲導波硬件系統(tǒng)研發(fā)
    2.1 引言
    2.2 多通道導波檢測的技術優(yōu)勢
        2.2.1 檢測模式對比
        2.2.2 多通道的優(yōu)越性
    2.3 多通道導波儀器的研發(fā)
        2.3.1 單板硬件設計
        2.3.2 多通道硬件設計
    2.4 多通道導波儀關鍵參數實驗測試
        2.4.1 時延精度實驗測試
        2.4.2 能量可控實驗測試
    2.5 本章小結
第三章 多通道超聲導波主動聚焦技術研究
    3.1 引言
    3.2 基于板類結構的陣列導波聚焦研究
        3.2.1 實驗說明
        3.2.2 相控聚焦原理
        3.2.3 實驗研究
    3.3 基于管類結構的多通道導波聲場控制技術研究
        3.3.1 實驗說明
        3.3.2 聲束控制聚焦原理
        3.3.3 實驗研究
    3.4 本章小結
第四章 導波監(jiān)測數據壓縮理論研究
    4.1 引言
    4.2 數據壓縮方案概述
        4.2.1 傳統(tǒng)數據壓縮方案概述
        4.2.2 適用性分析
    4.3 壓縮感知的引入
        4.3.1 采樣定理的突破
        4.3.2 嵌入式系統(tǒng)的適用性
    4.4 基于壓縮感知算法的數據壓縮
        4.4.1 壓縮感知基本理論
        4.4.2 基于稀疏貝葉斯學習的壓縮感知框架
    4.5 本章小結
第五章 基于壓縮感知的導波數據壓縮與重構
    5.1 引言
    5.2 基于嵌入式終端的導波數據壓縮方案
        5.2.1 采集和壓縮的同步
        5.2.2 效率優(yōu)化
    5.3 超聲導波信號的稀疏字典設計與分析
        5.3.1 稀疏分解的字典設計
        5.3.2 塊結構稀疏性分析
    5.4 基于BAMP的導波壓縮數據的重構
        5.4.1 重構問題概述
        5.4.2 優(yōu)化問題推導
        5.4.3 BAMP算法
    5.5 導波數據壓縮重構性能實驗分析
        5.5.1 實驗概述
        5.5.2 壓縮率實驗
        5.5.3 塊結構尺寸實驗
        5.5.4 管道腐蝕監(jiān)測實驗
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間取得的科研成果與參加的科研項目



本文編號：3854429